Гигантски пустини от почти пълно нищо, които съставляват по-голямата част от Вселената, може да са причина за ускоряване на разширяването на Вселената, показват нови изследвания. Това означава, че тези огромни участъци от нищо биха могли да обяснят тъмната енергия, мистериозната сила, която изглежда разтърсва Вселената.

Добре дошли в пустошта

Ако погледнем достатъчно отдалече Слънчевата система и галактиката Млечен път, се появява интересен модел - космическата мрежа, най-големият модел, открит в природата. В тези мащаби, където цели галактики изглеждат като малки точки от светлини, астрономите наблюдават дълги, тънки въжета от галактики, наречени нишки, плътни групи, наречени клъстери, и огромни региони между тях на почти пълна празнота. Тези пусти региони са големите космически празнини, най-малките от които са с диаметър 20 милиона светлинни години, докато най-големите могат да бъдат с диаметър повече от 160 милиона светлинни години.

Подобно на празнините в паяжината, празнините съставляват по-голямата част от обема на Вселената, въпреки че не съдържат почти никаква материя. Наистина, освен самата космическа мрежа, която се простира от единия до другия край на наблюдаваната вселена, космическите празнини са най-големите неща в космоса.

Силата на нищото

Астрономите за първи път откриха космически празнини в края на 70-те години на миналия век, но оттогава насам те до голяма степен са игнорирани. Вместо това астрономите и космолозите се фокусират върху ярко светещите структури на Вселената, като галактиките и клъстърите. Чрез тези изследвания астрономите откриха изненада през 90-те години - тъмната енергия.

Тъмната енергия е името, дадено на наблюдаваното ускорено разширяване на Вселената. Това означава, че Вселената не само се разширява всеки миг, а се разширява се все по-бързо с всеки изминал момент.

Астрономите нямат представа какво захранва този период на ускорено разширяване, който изглежда е започнал преди около 5 милиарда години. Оттук и терминът тъмна енергия - това е готино име за мащабна космологична главоблъсканица.

Какво общо имат празнините с тъмната енергия? От една страна, ефектите от ускореното разширяване не се усещат вътре в звездните системи или галактиките - там гравитационното привличане на материята е повече от достатъчно силно, за да му противостои напълно. Например, нито нашата слънчева система, нито Млечният път стават по-големи поради тъмната енергия. Но тъй като празнините са почти напълно празни, те усещат въздействието на тъмната енергия много повече. Така че има смисъл да се изследва природата на това ускорено разширяване там, където влиянието му е най-силно.

Нова статия на изследователи, ръководени от екип от ирански теоретични физици, прави крачка напред по тази линия на мислене. В своя документ, публикуван през юли в предпечатната база данни arXiv и приет за публикуване в списанието Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, авторите твърдят, че тъмната енергия не само се намира в празнините, а но се причинява от тях.

От тъмнината

Как могат тези гигантски региони на празнота да предизвикат ускорено разширяване? Отговорът, според авторите, не е да се разглежда само съществуването на космически празнини, но и тяхната динамика.

Космическите празнини не просто съществуват. Подобно на всички други големи структури във вселената, те са израснали от скромно начало до сегашния си огромен ръст. Преди милиарди години цялата материя във Вселената е била разпределена доста равномерно, нямало големи разлики в плътността на различни места. Но с течение на времето всяко място, което има малко повече материя от средното, започва да привлича повече материя към себе си. С повече материя този регион ставал дори по-притегателен, което подхранвало още повече растеж. В продължение на милиарди години материята се натрупвала, за да образува галактики, групи и клъстери.

И докато тези структури растяли, празнините се изпразвали и разширявали. Но вместо да го разглеждаме като пасивен процес, можем да разглеждаме растежа на кухините като оказване на натиск върху структурите около тях. Например, докато празнините растат, стените на галактиките между тях постоянно изтъняват и в крайна сметка се разтварят, позволявайки кухините да се слеят. През следващите няколко милиарда години празнините ще разкъсат космическата мрежа, принуждавайки цялата материя да се раздели на изолирани бучки, разделени от стотици милиони светлинни години празнота.

Това налягане изкривява пространство-времето около празнините, точно както всеки друг източник на материя или енергия във Вселената. Изкривяването на пространство-времето означава, че докато празнините се разширяват, те натискат галактиките по техните граници, което ги кара да се раздалечават въпреки гравитационното привличане помежду им.

Авторите установиха, че кумулативните ефекти от всички големи празнини във Вселената, работещи заедно за разтваряне на космическата мрежа, водят до ускорено разширяване. Силата на това задвижвано от празнотата ускорено разширяване съответства на текущите оценки на тъмната енергия.

Астрономите ще се нуждаят от допълнителни проучвания, за да тестват тази идея. Нужни са повече измервания на кухини, за да получим по-добро изчисление на комбинираното им налягане. Освен това се нуждаем от повече информация за самата тъмна енергия, особено дали нейната сила се е променила през последните няколко милиарда години. Все пак това е интригуваща идея - може би тъмната енергия не е причинена от някаква екзотична сила или процес във Вселената, а просто е страничен продукт от нормалната еволюция на празнотата, пише Live Science.